BiDi SFPとBiDiファイバーの概要

単芯BiDi SFP光モジュールは、光ファイバー通信におけるファイバー資源の節約に重要な役割を果たします。本記事では、BiDi光モジュールのwiki、動作原理、採用技術、光ファイバーケーブルの接続ソリューション、用途、一般的なSFPとの違いなど、BiDi SFPトランシーバーについて包括的かつ詳細に分析します。

BiDi SFPとは何ですか？

BiDi SFPとは、双方向スモールフォームファクタ・プラガブルトランシーバーを意味します。双方向SFPトランシーバーの最も際立った特徴は、単一の光ファイバー上で動作することにより、双方向の光ファイバー通信を実現できることです。WDM（波長分割多重）技術に基づき、BiDi光モジュールは、BiDi SFPトランシーバーに内蔵された波長分割多重スプリッターを介して、異なる波長の光路を分離できます。以下は、QSFPTEKが提供するCisco BiDi SFPです。

図1：QSFPTEKのCisco互換双方向SFPトランシーバー

BiDi SFPはどのように機能しますか？

上記のBiDi SFPの概要で説明したように、光通信を実現するため、これらのモジュールは1本のファイバ上で異なる伝送波長を分離します。具体的には、図2に示すように、1芯双方向SFPトランシーバーはペアで使用する必要があります。一方では、1000BASE-BX10-U (Tx1310nm/Rx1490nm) BiDi SFPトランシーバーが1310nm波長の光信号を送信し、1490nmの光信号を受信します。一方、1芯双方向リンクの反対側では、1000BASE-BX10-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFPが逆に1490nm波長の光信号を送信し、1310nmの光信号を受信します。WDMカプラーの統合光学部品は、双方向光ファイバ通信において重要な役割を果たします。

図2：BiDi SFPの動作図

BiDiファイバーの選択

シングルファイバーまたはデュアルファイバー

一般的なSFPトランシーバーは通常、信号送信用と信号受信用の2つのポートを備えていますが、BiDi SFPはWDM技術に基づき、送受信の両方に使用するポートを1つだけ備えています。そのため、BiDi SFPは1本のファイバーのみを使用しますが、一般的なSFP光トランシーバーでは、光ファイバー通信を実現するためにデュプレックスファイバーが必要です。

図3：単心ファイバーBiDi SFPまたは2心ファイバー

シングルモード光ファイバーまたはマルチモード光ファイバー

一般に、BiDi SFPは10kmから120kmのリンク長をサポートするように設計されています。光ファイバーケーブルでは、信号は光パルスとしてファイバー内を伝送され、ファイバーのクラッドで反射します。反射の過程で信号の一部が失われます。コアが小さいほど、この反射による信号損失を最小限に抑え、より長距離の伝送が可能になるため、BiDi光リンクでは通常、マルチモードファイバー（OM2）の50umと比較してコア径が9umと小さいシングルモードファイバーが使用されます。 

しかし、短距離接続に使用されている既存のマルチモードファイバーでBiDiトランシーバーを接続できるのでしょうか？ 答えは「はい」です。QSFPTEKラボでは、1310nm/1550nm BiDi SFPトランシーバーのペアを使用して、これを確認するためのいくつかのテストを実施しました。テスト結果によると、マルチモードOM2ケーブルを介した320mの伝送距離内では正常に動作しましたが、それより長い距離ではビットエラーが発生しました。したがって、BiDi SFPはマルチモードファイバー接続で使用できますが、伝送距離は300 meters以下にすることを推奨します。

 図4：1000BASE-BX-U BiDi SFPは、単芯ファイバー経由で1000BASE-BX-Dに接続します

上記のsinger-fiber BiDi接続で使用される関連製品

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LC UPCからLC UPCへのシンプレックスOS2単芯光ファイバーケーブル

BiDi SFPが必要な理由 - 用途

BiDi SFP光トランシーバーは、1本の光ファイバー上で双方向光通信を可能にするため、光ファイバー資源とケーブル敷設工事のコストを大幅に削減できます。PTN (Packet Transport Network)ネットワークの展開で広く使用されています。このトランシーバーの用途は、次のようにまとめられます。

ネットワークリンク容量の拡張 - ネットワーク事業者が伝送ネットワークを構築する際、光ケーブルの敷設規模は、一定のトラフィック量と光ファイバー芯線比率に基づいて決定されます。しかし、近年ユーザー数が継続的に増加しているため、光ケーブルの芯線リソースが徐々に不足しています。新たに光ファイバーを敷設し直す場合、工期が長期化し、莫大な費用がかかります。そこで、単芯BiDiトランシーバーを使用することで、この問題を効果的に解決し、ネットワークリンクの容量を迅速に向上させると同時に、ネットワーク構築コストを削減できます。

ネットワークリンクの保守 - 単心双方向伝送システムで光ファイバーケーブルのリンクが予期せず中断した場合、従来の二心伝送システムと比較して、保守および修理が必要な光ファイバーの数が半分になるため、保守および修理時間が大幅に短縮されます。

BiDi SFPと一般的なSFPの違いとは

双方向の意味、BiDi光トランシーバーの仕組み、BiDiファイバー、および用途についてのこれまでの詳しい説明を踏まえると、BiDi SFP光トランシーバーと一般的なデュアルファイバーSFP光トランシーバーの違いは、次のようにまとめられます。

外観概要 - シングルファイバーBiDi SFPコネクタにはポートが1つしかありませんが、一般的なSFPにはポートが2つあります。

適合する光ファイバー - BiDi SFPは1本の光ファイバーだけで双方向光通信を実現できますが、Common SFPには2本の光ファイバーが必要です。

内部光学構造と動作原理 - BiDi SFPはWDM技術を採用し、WDMカプラーを統合することで、同一の単一ファイバー上で異なる波長を合波・分波しますが、一般的なSFPはそうではありません。

使用方法 - BiDi SFPはペアで使用する必要がありますが、一般的なSFPはその必要がありません。たとえば、1000BASE-BX-U (Tx1310nm/Rx1490nm) BiDi SFPは、1000BASE-BX-D (Tx1490nm/Rx1310nm) BiDi SFPと組み合わせて動作させる必要があります。

波長の区別 - すべてのBiDi SFPは単一モード波長のみを特徴としているのに対し、一般的なSFPはマルチモード波長（1000BASE-SX 850nm transceiverなど）と単一モード波長（1000BASE-LX/LH 1310nm transceiverなど）の両方を備えています。

 図5：BiDi SFPコネクタと一般的なSFPコネクタの比較

QSFPTEKは、1.25 Gbic BiDi SFPから40G BiDi QSFPまで、十分な種類のBiDiトランシーバーと光ファイバーを最良の価格で提供しています。お問い合わせは、以下からどうぞ [email protected].

QSFPTEK 1.25 Gbic BiDi SFP価格表：

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